基于海相粘土沉积化学特性的RCPT测试影响因素分析

首先简要回顾了土的电阻率影响因素,介绍了电阻率静力触探(RCPT)测试技术和操作方法,采用RCPT在连云港海相粘土场地进行了现场试验,获得土的原位电阻率测试值.结合连云港海相粘土的沉积特性与物理化学分析试验,对RCPT电阻率测试数据进行了基于矿物成分、离子浓度、Fe3+含量影响因素分析.研究发现:土的电阻率随着粘土矿物含量和离子浓度的增加而减小,并且Fe3+对电阻率测试值也具有明显的影响.分析表明:连云港海相粘土的沉积特征和化学特性对其电阻率测试参数具有显著的影响.

基于CPT大直径钢管桩可打入性分析方法研究

在海洋工程当中,大直径钢管桩常采用液压锤进行施工,桩基可打入性的准确预测对实际工程具有重要的意义。为探究静力触探试验(cone penetration test,CPT)锥尖阻力与单位锤击能量的关系,通过将CPT锥尖阻力转化为单位等效锥尖阻力,定义阻能比为单位等效锥尖阻力与单位锤击能量阻力之比,基于9个场地、72根钢管桩打桩记录以及CPT测试结果,探讨了不同土层(粉土层、砂土层以及黏土层)中阻能比随深度变化的关系,提出了基于CPT锥尖阻力的桩基可打入性预测方法。研究结果表明:单位等效锥尖阻力与单位锤击能量随深度变化具有相关性,阻能比在不同土层随深度变化具有各自的规律性。通过获得的不同土层阻能比随深度变化的关系式,利用CPT锥尖阻力可以直接获得打桩需要的单位锤击能量。经工程验证,使用本文提出的方法,预测打桩过程中单位锤击能量可行且具有一定精度。该方法仅需已知CPT锥尖阻力即可对单位锤击能量进行计算,可以快速地对桩基可打入性进行初步评估。

基于孔压静力触探的大直径单桩p-y曲线分析

【目的】水平受荷桩的p-y曲线法已广泛用于描述桩-土相互作用并预测桩在水平荷载下的行为,特别是在海上风电机大直径单桩的理论分析中。孔压静力触探试验(piezocone penetration test,简称CPTu)作为一种效率高、精确度好的原位测试手段,克服了传统室内试验获得土工参数的过程中土样存在扰动、结果准确性较差的缺点。该试验可以通过测量三个基本参数(修正锥尖阻力qt、侧壁摩阻力fs以及孔隙水压力u2)随深度变化的连续剖面来解译土体的物理力学参数,从而在p-y曲线模型的建立中提供关键数据。【方法】利用渤海海域某场区的CPTu数据,完成了以下研究任务:(1)基于CPTu触探响应结果,对该场区海洋土体进行分类,以及物理与力学参数的反演,包括土体密度、弹性模量、有效内摩擦角及有效黏聚力;(2)将CPTu反演参数代入三维有限元分析模型中,模拟直径为5 m的钢管桩在最大荷载为20 MN时的水平受荷响应;(3)基于CPTu测试数据,提出一套土抗力计算公式;(4)将现有p-y曲线模型中相关参数通过CPTu触探响应结果进行反演,之后对比分析上述p-y曲线模型。【结果】形成了一套基于CPTu且适用于土体分层情况较为复杂的p-y曲线公式,该公式与有限元方法对比结果良好。【结论】结果表明,提出的基于CPTu的土抗力公式经过有限元模拟检验后能快速、准确地反映大直径单桩的水平受荷响应。该公式不仅为渤海海域内大直径单桩的工程实践提供了有力的理论支持,还为相似海洋环境的工程设计与分析提供了完全基于CPTu研究大直径单桩的新思路。

Liquefaction Assessment in Golem Area, Albania, by Means of In-situ Tests

The liquefaction is a very significant phenomenon in clayey silty soils, silty sands and also sands. The high potential of liquefaction is generally recognized when these types of soils are laid under the hydrostatic water table. Low plasticity silts, silty sands and sands are found as recent alluvial deposits in the western coastal part of Albania, especially in the sandy beaches of Adriatic Sea near Durres City. The aim of this study is to evaluate the soil liquefaction potential in the area of Golem. Ten CPTUs （cone penetration test with pore pressure measurements） are carried out for the site investigation of soils. In this paper, results of the CPTU based liquefaction analysis are presented. The data of two CPTUs （10 in total） are analyzed and factor of safety was found by considering different levels of hazard and ground water. The results of liquefaction potential analysis show that the soils in the area of Golem have a high risk of liquefaction.

黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

基于静力触探估算粉土物理力学性质指标的方法

针对粉土类取样和制样难度较大的土层,文章利用静力触探(cone penetration test,CPT)比贯入阻力ps数据,结合地区经验确定土层物理力学性质指标,通过收集整理安徽省淮北平原200余份工程勘察资料,统计计算淮北平原地区粉土ps值的算术平均值、厚度加权平均值和最小平均值,分析ps值3种统计平均值与各常用物理力学性质指标的统计学特征和相关性,并逐一进行回归拟合分析和检验。结果表明:安徽淮北平原粉土ps值3种统计平均值的统计学特征无显著差异,而各物理力学性质指标的统计学特征各异;相应地,3种统计平均值与各指标之间的相关性和拟合回归效果也差异明显;除含水率等含水状态指标外,3种统计平均值与其余各常用物理力学性质指标具有高度相关性,回归拟合效果良好;ps值最小平均值与各主要物理力学性质指标的相关性最高,回归拟合效果最优。经显著性检验后,文中建议对于淮北平原粉土,可采用比贯入阻力最小平均值,按照文中建立的回归方程确定主要物理力学性质指标。

孔压静力触探试验在菲律宾某填海项目中的应用

孔压静力触探试验作为一种快速、准确的原位测试手段在国内海洋工程领域得到了广泛的应用。本文基于海床式静力触探设备在菲律宾某填海项目的成果,对比分析了ROBERTSON(1990)分类图、刘松玉等(2013)分类图和《水运工程静力触探技术规程》(JTS/T242—2020)分类图对于菲律宾填海项目的适用性,总结出第3种分类图的解译结果最优。其次对比分析了基于孔压静力触探试验的3种不同细粒土不排水抗剪强度解译方法在菲律宾填海项目中的适用性,总结出基于净锥尖阻力的解译方法结果最优。并基于该方法绘制了细粒土不排水抗剪强度剖面,值得在其它填海项目中进一步推广应用。

基于CPTU的超深地连墙成槽土体扰动评价

地下连续墙成槽会引起邻近地层土体应力状态发生变化,导致土体受到扰动,进而影响土体的工程性质,因此,准确评价地连墙施工引起的土体扰动对工程设计与施工具有重要指导意义。以江阴靖江长江隧道工程为依托,在江北工作井的某幅地连墙成槽前后于槽段旁边开展了孔压静力触探(CPTU)测试,得到了成槽前后的CPTU参数,并基于修正的锥尖阻力q_(t)评价了地连墙成槽引起的土体扰动度。结果表明,地连墙成槽后,锥尖阻力、侧壁摩阻力及孔隙水压力总体上均有不同程度的降低,土体扰动度在30%以内。浅部扰动度高于深部,深度相近时砂土层扰动度高于软黏土层。

混合土层吸力筒沉贯阻力算法研究及应用

为补充DNVGL-RP-C212规范关于混合土层内吸力筒沉贯阻力计算参数的不确定描述,基于长乐外海风电场多个吸力筒基础的沉贯负压监测成果,对黏土—砂混合土层内吸力筒沉贯阻力算法进行研究。提出了基于黏粒含量确定侧阻力修正系数kf的算法,引入桩基工程中基于静力触探试验(CPT)的fs计算桩侧剪切强度的经验算法,并对其进行修正,用于计算吸力筒的沉贯侧阻力。对两种算法的准确性进行了验证,对其可靠性进行比较,提出了以前者计算结果为准,后者计算结果作为校核依据的建议。

软土地区静力触探试验影响因素及机理研究

为了探究软土地区静力触探试验影响因素以及作用机理,依托龙锦路东侧、竹林北路北侧地块为背景,使用数值模拟软件对软土地区静力触探试验进行模拟,结果表明:随着内摩擦角增大锥尖阻力与侧摩阻力随之增大,且侧摩阻力所占总贯入阻力增大;粘聚力对锥尖阻力与侧摩阻力的影响相似,随着粘聚力增大锥尖阻力与侧摩阻力逐渐增大,但侧摩阻力所占总贯入阻力比例基本不变;弹性模量逐渐增大时,锥尖阻力、侧摩阻力以及比贯阻力均逐渐增大。

桶式基础沉贯阻力系数的理论研究

桶式基础在海洋工程中具有广阔应用前景,其安装可行性分析的核心是沉贯阻力计算。通过理论推导建立了基于土体强度指标和静力触探贯入阻力的两类桶式基础沉贯阻力计算方法之间的联系。对黏土,侧壁沉贯阻力系数可按黏聚力因子与锥尖阻力系数的比值确定;端部沉贯阻力系数可按条形地基承载力系数与锥尖阻力系数的比值确定。对砂土,侧壁沉贯阻力系数与侧压力系数和界面摩擦系数成正比,与基础形状系数和地基承载力超载压力系数成反比;端部沉贯阻力系数为形状系数的倒数。基于北海地质条件确定的沉贯阻力理论值与经验值相近,为沉贯阻力系数提供了理论基础。并针对我国海床地质条件,开展沉贯阻力系数研究。

高压条件下石英砂中的静力触探试验及大变形模拟

在深部土层中进行原位试验时,以往针对中低应力水平的数据解译公式不再适用。为探究砂土在高应力条件下的力学特性,利用自行研制的高压标定罐,改变围压水平,进行不同密实度石英砂中的静力触探试验,基于任意拉格朗日—欧拉格式的大变形有限元方法,模拟静力触探仪的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。大变形模拟中采用修正摩尔—库伦模型描述砂土的内摩擦角和剪胀角随累积塑性剪应变的变化,并通过修正弯曲元试验,确定合理的土体剪切模量。标定罐试验和大变形有限元方法获得的锥尖阻力结果能很好地相互验证;在此基础上,建立高应力条件下静力触探锥尖阻力与砂土相对密实度之间的关系,与已有的低应力水平试验结果进行对比,证明建立的经验公式能通过锥尖阻力很好地预测砂土的相对密实度。

土体抗剪强度与锥尖阻力相关关系研究

双桥静力触探试验是黄河下游地区工程中不可或缺的一种原位测试,为研究该区域土体抗剪强度与锥尖阻力相关关系,基于济宁地区14个工程共144组数据,通过黏土、粉质黏土和粉土的粘聚力及内摩擦角和锥尖阻力沿土层深度的分布规律及对应关系,计算分析得到3种土类在不同应力状态下的相关关系,填补研究区土体抗剪强度与双桥静力触探锥尖阻力之间的研究空白。本次研究经验公式可用于黄河下游地区工程勘察设计工作,特别适用于应用总应力法分析饱和黏土深基坑稳定验算。

基于电阻率静力触探的海相黏土成因特性分析

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数,也是反映土体固有物性的一个综合性指标。众所周知,土的电阻率影响因素较多,因此电阻率随深度的变化可以反映出土体的许多性状。电阻率静力触探(RCPT)作为一种新型的原位测试技术,除可测锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力以外,还可以同时测试土的电阻率。首先简要介绍了RCPT测试技术,采用电阻率静力触探(RCPT)在连云港海相黏土场地进行了试验,得到土的原位电阻率测试值。结合连云港海相黏土的室内物理化学分析试验,研究了其矿物成分、沉积化学特征,分析了该海相软黏土的电阻率指标与矿物成分、离子含量、胶结特性和氧化环境间的关系。分析表明:基于RCPT测试成果是可以充分反映出连云港海相黏土的成因特性的。

现代数字式多功能CPTU与中国CPT对比试验研究

首先对国内外不同尺寸探头测试参数的对比研究现状进行综述,结合不同场地的孔压静力触探(CPTU)和静力触探(CPT)现场试验,总结江苏典型黏土场地上国际10cm2的CPTU探头和中国双桥15cm2的CPT探头试验结果,对2种尺寸探头的测试参数作了详细比较。在划分土层、判别土类方面,多功能CPTU具有较高的分辨率。针对不同土类,从实用角度建立CPTU测试指标与中国CPT测试指标的转化关系。研究成果奠定了我国工程实际中应用国际10cm2的CPTU探头基础,对推广应用国际标准的CPTU技术具有重要意义。

多功能孔压静力触探(CPTU)试验研究

孔压静力触探(CPTU)是20世纪80年代在国际上兴起的新型原位测试技术,因其诸多优点,特别适合于软土工程的勘察,目前在欧美诸国已得到广泛应用。本文首先对国内外静力触探(CPT)技术的发展作了简要的介绍,阐述了国外CPT的发展状况和我国CPT的现状。然后介绍了引进的美国多功能CPTU测试技术以及操作方法与技术要点,结合两个现场试验,对我国的原位测试技术与引进的多功能CPTU作了对比分析,最后得出了一些结论和建议。

基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法

在砂土或粉土分布广泛的地区,地震液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一。因此,判定地基土液化可能性是抗震勘察设计中的一个重大课题。由于获得高质量"未扰动"砂土样的困难和试验成本的限制,基于静力触探(CPT)的原位测试方法通常用于砂土液化势的评价。孔压静力触探(CPTU)作为一种新型的原位测试技术,采用其测试指标进行砂土液化势的评价日益受到人们的重视。目前,基于CPT测试资料已经提出了许多砂土液化势的评价方法,但国内外采用CPT判别砂土液化的方法是不同的。在对我国《建筑抗震设计规范》(GB50011–2001)中砂土液化判别方法与国外修正的Seed简化法的原理、方法及参数进行分析的基础上,将其2种方法进行比较,进而讨论了2种方法的差异。由于这些差异的存在,采用不同方法判别砂土液化可能性时会得出不同的、甚至是相反的结果。结合济宁—徐州高速公路砂土场地的CPT和CPTU测试资料,采用我国规范判别法、Seed简化法进行了液化判别分析,并进行了对比验算。其中Robertson法与Olsen法所得到的结论基本一致,而且Robertson法似乎比Olsen法稍微精确一些,而采用规范法所判定的结果偏于保守,这与锥尖阻力基准值的取值大小有关。

颗粒形状对砂土抗剪强度及桩端阻力影响机制试验研究

为研究颗粒形状对砂土的力学及变形性质的影响,以3种不同颗粒形状的均粒砂及相似材料"玻璃球"为研究对象,通过光学显微镜获取颗粒数字图像,借助图形处理系统获取颗粒单元体几何参数,定义构建2种不同层次的形状描述指标(球形度、磨圆度),并通过计算机辅助程序完成颗粒形状参数的量化。通过4种颗粒材料直剪试验,获得临界摩擦角、剪胀角及峰值摩擦角等强度指标,并分析其随颗粒形状参数的变化,通过饱和试样在不同密实度、不同离心加速度下的静力触探测试来模拟不同砂土地基上的中等圆形闭口桩静压贯入过程,并探讨桩端阻力随颗粒形状的变化关系。直剪试验结果表明:在矿物组分相同的情况下,砂土临界摩擦角随颗粒的磨圆度和规则性的增加呈线性减小,剪胀性随颗粒的不规则性的增大而增大,并可通过修正的Bolton公式来量化表述形状系数对于峰值摩擦角的作用。离心试验结果表明:静力触探锥端阻力可直接用于桩端阻力(qb)的估算,具有很好的可信度,砂颗粒形状越偏离标准球状,表面棱角度越突出,桩贯入所受阻力越大,桩端承载力越高。通过理论分析,提出一种迭代计算方法,并量化分析桩端阻力(qb)、相对密度(Dr)、应力水平(σv′)和颗粒形状(ρ)四者的相互作用关系,该方法计算结果与试验实测数据具有良好的吻合度。

电阻率静力触探测试技术与分析

首先,简要回顾土的电阻率理论及影响因素,介绍电阻率静力触探测试技术。然后,在归纳相关文献与基于电阻率静力触探现场试验工作的基础上,对电阻率静力触探所测电阻率与土性变化、探头参数及土的其他特性指标进行对比分析。提供的资料表明,电阻率静力触探作为一种快速、经济、可靠的原位测试工具,在评价土的工程特性和预测一些岩土参数是可行的,尤其适用于软土工程的勘察。最后,讨论应用电阻率静力触探测试技术存在的问题,展望电阻率静力触探的研究与应用前景。

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。